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2025-09-09 发布于北京
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冻融循环下FRP与混凝土黏结性能研究

摘要：玻璃纤维增强塑料（FiberReinforcedPolymer，FRP）作为一种新兴的复合材料，因其优良的机械性能和环境友好特性，在混凝土结构的加固与修复中受到广泛关注。然而，冻融循环作为一种常见的环境影响因素，会显著影响FRP与混凝土之间的黏结性能，进而影响其长期使用的可靠性。因此，研究冻融循环对FRP与混凝土黏结性能的影响，具有重要的理论和实践意义。首先介绍了实验材料与方法，然后探讨了冻融循环对FRP与混凝土黏结强度的影响，比较不同FRP类型的性能，并对实验结果进行了统计、分析。

关键词：冻融循环玻璃纤维增强塑料混凝土黏结性能

中图分类号：U214.18

StudyontheBondingPerformanceofFRPandConcreteUnderFreeze-ThawCycles

DUWenjieCAOYifei

XinyangUniversity，Xinyang，HenanProvince，464000China

Abstract：FiberReinforcedPolymer（FRP），asanemergingcompositematerial，hasbeenwidelyconcernedinthereinforcementandrepairofconcretestructurebecauseofitsexcellentmechanicalpropertiesandenvironmentallyfriendlycharacteristics.However，asacommonenvironmentalnbsp;influencefactor，thefreeze-thawcyclecansignificantlyaffectthebondingperformancebetweenFRPandconcrete，therebyaffectingitslong-termreliability.Therefore，itisofgreattheoreticalandpracticalsignificancetostudythenbsp;influenceoffreeze-thawcycleonthebondingpropertiesofFRPandconcrete.Firstly，theexperimentalmaterialsandmethodswereintroduced，andthentheinfluenceoffreeze-thawcyclesonthebondstrengthbetweenFRPandconcretewasexplored.TheperformanceofdifferentFRPtypeswascompared，andtheexperimentalresultswerestatisticallyanalyzed.

KeyWords：Freeze-thawcycle;FRP;Concrete;Bondingperformance

随着基础设施建设的迅速发展，混凝土作为主要建筑材料的广泛应用面临诸多挑战，尤其是环境因素对其性能的影响。其中，冻融循环是导致混凝土劣化的重要环境因素之一，它通过反复的温度变化引起材料内部微结构的变化，进而影响混凝土的力学性能和耐久性。在此背景下，玻璃纤维增强塑料（FiberReinforcedPolymer，FRP）因其优异的物理与机械性能以及优良的抗腐蚀性，逐渐成为混凝土结构加固与修复领域的重要材料。

1冻融循环对黏结性能的影响

冻融循环对FRP与混凝土的黏结性能具有显著影响，主要体现在黏结强度的变化和耐久性表现。研究表明，在经历15个冻融循环后，FRP与混凝土界面的黏结强度有所降低。这一现象与混凝土内部水分的膨胀和收缩、微裂纹的形成及界面剥离机制密切相关。不同类型的FRP材料在冻融循环中的表现也存在显著差异。例如：采用玄武岩纤维增强的FRP，其黏结强度在冻融循环后保持相对稳定，而碳纤维增强的FRP则因其较高的脆性，其黏结强度下降幅度达到40%。进一步分析冻融循环的影响机制发现，水分渗入FRP与混凝土接触界面，在冻融交替过程中导致界面应力集中和剥离。针对实验设计，采用ASTMC666标准进行冻融循环试验，实验过程中控制每个循环的温度范围在-20?20℃之间，并记录每个循环的黏结强度变化。通过在不同冻融循环阶段采集样本进行剪切试验，结果显示，冻融循环的次数与黏结强度之间呈显著负相关关系[1]。

2实验材料与方法

2.1材料选择与准备

在本研究中材料选择与准备是确保实验准确性和结果可靠性的关键环节。所选混凝土采用C30等级的水泥，其抗压强度为30MPa，骨料粒径范围为5?20mm，水胶比设定为0.5，以获得合理的流动性和强度。同时，混凝